一种单电阻电流采样的移相补偿方法与流程

本发明涉及单电阻电流采样领域，具体涉及一种单电阻电流采样的移相补偿方法。

背景技术：

单电阻电流采样技术的工作原理是利用装设于直流母线的采样电阻通过适当算法实现电机三相电流采样。该技术与传统两电阻采样技术相比节省了一路采样通道，可进一步降低电机控制器的成本和体积。然而单电阻电流采样技术存在控制器mcu小于最小电流采样时间tmin的情况，因此需要对占空比进行移相补偿。

为确保控制器mcu满足大于最小采样时间tmin的条件，已有较多关于单电阻采样移相补偿方法的技术公开。如公开号为cn104579106a的中国发明专利公开了一种单电阻采样移相补偿方法，该方法通过变频三相逆变电路母线上设置的采样电阻采集母线电流，在采样时间较短时，对占空比最大相或最小相的pwm信号进行移相补偿，使电压占空比无变化。这样就克服了传统方案在采样时间较短时，占空比变化使得控制不准确的问题。然而在电机高速运行的极端工况下，现有技术存在无论如何移相均无法满足大于最小电流采样时间tmin条件的采样盲区，导致电流采样不准。

又如公开号为cn105450094a的中国发明专利公开了一种电流采样方法及空调设备，通过判断采样电流是否为有效电流，若判定第n次采样对应的采样电流无效，将第n-1次采样的采样电流的电流估计值作为第n次采样的采样电流；再如公开号为cn106208826a的中国发明专利也公开了一种用于永磁同步电机的无三相电流传感器的过调制控制方法，提出在单电阻采样时，修改参考电压，三相均进行移动；算法不仅复杂，且同样存在电机高速运行的极端工况下，存在无论如何移相均无法满足大于最小电流采样时间tmin条件的采样盲区，导致电流采样不准。

因此需要寻求一种单电阻电流采样的移相补偿方法，来确保控制器mcu采样时间始终满足大于最小电流采样时间tmin，从而完全消除单电阻电流采样盲区。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种单电阻电流采样的移相补偿方法，通过合适算法灵活有效移动占空比，确保控制器mcu采样时间始终满足大于最小电流采样时间tmin，从而完全消除单电阻电流采样盲区，同时本发明的算法简单易实施，可用于空调、冰箱、电动自行车等各种电机控制系统中。

本发明采用的技术方案如下：

一种单电阻电流采样的移相补偿方法，所述的方法包括如下步骤：

s10)、根据ta、tb和tc确定t1和t2，其中，t1为第一采样点配合时间，t2为第二采样点配合时间，ta为a、b、c三相pwm信号中占空比最大相对应的占空比时间，tb为a、b、c三相pwm信号中占空比中间相对应的占空比时间，tc为a、b、c三相pwm信号中占空比最小相对应的占空比时间；

s20)、判断t1+t2是否大于2*tmin，如果是，执行步骤s31)，如果不是，执行步骤s32)，其中，tmin为最小电流采样时间；

s31)、判断t1是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s41)，如果不是，对所述的占空比中间相进行移相补偿后执行步骤s41)；

s32)、判断t1是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s42)，如果不是，对所述的占空比最大相进行移相补偿后执行步骤s42)；

s41)、判断t2是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s50)，如果不是，对所述的占空比中间相进行移相补偿后执行步骤s50)；

s42)、判断t2是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s50)，如果不是，对所述的占空比最小相进行移相补偿后执行步骤s50)；

s50)、在所述的占空比最大相和所述的占空比中间相的同侧进行采样，完成单电阻电流采样。

优选地，在步骤s10)之前还包括步骤s00)，所述的步骤s00)是指确定并输入ta、tb、tc和tmin的值。

优选地，t1＝(ta-tb)/2，t2＝(tc-tb)/2。

优选地，在所述的步骤s31)中，对所述的占空比中间相进行移相补偿是指所述的占空比中间相右移tmin-t1。

优选地，在所述的步骤s32)中，对所述的占空比最大相进行移相补偿是指所述的占空比最大相左移tmin-t1。

优选地，在所述的步骤s41)中，对所述的占空比中间相进行移相补偿是指所述的占空比中间相左移tmin-t2。

优选地，在所述的步骤s42)中，对所述的占空比最小相进行移相补偿是指所述的占空比最小相右移tmin-t2。

本发明的优点：本发明根据第一采样点配合时间t1和第二采样点配合时间t2的情况，通过合适算法对占空比中间相或占空比最大相/占空比最小相移相两种不同方式进行灵活移相补偿，确保控制器mcu采样时间始终满足大于最小电流采样时间tmin，从而实现在电机全范围运行区间无电流采样盲区；同时本发明的算法简单易实施，可用于空调、冰箱、电动自行车等各种电机控制系统中。

附图说明

附图1是本发明实施例的三相pwm信号示意图；

附图2是本发明实施例的单边采样示意图；

附图3是本发明实施例的移相补偿算法流程图；

附图4是本发明实施例下当t1+t2大于2*tmin且t1小于tmin时的移相补偿原理图；

附图5是本发明实施例当t1+t2大于2*tmin且t2小于tmin时的移相补偿原理图；

附图6是本发明实施例当t1+t2小于2*tmin且t1小于tmin时的移相补偿原理图；

附图7是本发明实施例当t1+t2小于2*tmin且t2小于tmin时的移相补偿原理图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种单电阻电流采样的移相补偿方法，方法包括如下步骤：s10)、根据ta、tb和tc确定t1和t2，其中，t1为第一采样点配合时间，t2为第二采样点配合时间，ta为a、b、c三相pwm信号中占空比最大相对应的占空比时间，tb为a、b、c三相pwm信号中占空比中间相对应的占空比时间，tc为a、b、c三相pwm信号中占空比最小相对应的占空比时间；s20)、判断t1+t2是否大于2*tmin，如果是，执行步骤s31)，如果不是，执行步骤s32)，其中，tmin为最小电流采样时间；s31)、判断t1是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s41)，如果不是，对占空比中间相进行移相补偿后执行步骤s41)；s32)、判断t1是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s42)，如果不是，对占空比最大相进行移相补偿后执行步骤s42)；s41)、判断t2是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s50)，如果不是，对占空比中间相进行移相补偿后执行步骤s50)；s42)、判断t2是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s50)，如果不是，对占空比最小相进行移相补偿后执行步骤s50)；s50)、在占空比最大相和占空比中间相的同侧进行采样，完成单电阻电流采样。

本发明实施例根据第一采样点配合时间t1和第二采样点配合时间t2的情况，通过合适算法对占空比中间相或占空比最大相/占空比最小相移相两种不同方式进行灵活移相补偿，确保控制器mcu采样时间始终满足大于最小电流采样时间tmin，从而实现在电机全范围运行区间无电流采样盲区；同时本发明实施例的算法简单易实施，可用于空调、冰箱、电动自行车等各种电机控制系统中。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示的本发明实施例三相pwm信号示意图，ta为a、b、c三相pwm信号中占空比最大相(即a相)对应的占空比时间，tb为a、b、c三相pwm信号中占空比中间相(即b相)对应的占空比时间，tc为a、b、c三相pwm信号中占空比最小相(即c相)对应的占空比时间；如图2所示的本发明实施例的单边采样示意图，其中，t1为第一采样点配合时间，t2为第二采样点配合时间，本发明实施例中的单边采样是指在a相和b相的同侧进行采样，即图2所示的第一采样点和第二采样点。

结合图1和图2，进一步参见图3所示，一种单电阻电流采样的移相补偿方法，所述的方法包括如下步骤：

s00)、确定并输入ta、tb、tc和tmin的值，其中，tmin为最小电流采样时间；

s10)、根据ta、tb和tc确定t1和t2，具体优选地，t1＝(ta-tb)/2，t2＝(tc-tb)/2；

s20)、判断t1+t2是否大于2*tmin，如果是，执行步骤s31)，如果不是，执行步骤s32)；

s31)、判断t1是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s41)，如果不是，对b相进行移相补偿后执行步骤s41)，具体地，在本实施例中，对b相进行移相补偿是指b相右移tmin-t1；

s32)、判断t1是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s42)，如果不是，对a相进行移相补偿后执行步骤s42)，具体地，在本实施例中，对a相进行移相补偿是指a相左移tmin-t1；

s41)、判断t2是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s50)，如果不是，对b相进行移相补偿后执行步骤s50)，具体地，在本实施例中，对b相进行移相补偿是指b相左移tmin-t2；

s42)、判断t2是否大于或等于tmin，如果是，执行步骤s50)，如果不是，对c相进行移相补偿后执行步骤s50)，具体地，在本实施例中，对c相进行移相补偿是指c相右移tmin-t2；

s50)、在a相和b相的同侧进行采样，完成单电阻电流采样。

当t1或t2小于最小电流采样时间tmin时，必需对pwm信号的占空比进行移相补偿，以确保控制器mcu有足够的时间完成电流采样；请进一步参见图4、图5、图6和图7所示的在不同条件下的移相补偿原理图，当t1+t2大于2*tmin且t1小于tmin时，b相右移tmin-t1，此时电机处于高速运行工况；当t1+t2大于2*tmin且t2小于tmin时，b相左移tmin-t2，此时电机处于高速运行工况；当t1+t2小于2*tmin且t1小于tmin时，a相左移tmin-t1，此时电机处于低速运行工况；当t1+t2小于2*tmin且t2小于tmin时，c相右移tmin-t2，此时电机处于低速运行工况；通过如此算法对b相移相或a相/c相移相进行灵活补偿，确保控制器mcu采样时间始终满足大于最小电流采样时间tmin。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。